纳米TiO2提升Mg2NiCr储氢性能研究

"这篇论文是2004年中国有色金属学报发表的一篇研究，主要探讨了纳米TiO2颗粒对Mg2Ni0.75Cr0.25合金储氢动力学性能的影响。研究通过扩散烧结法制备了Mg2Ni0.75Cr0.25合金，并与纳米TiO2颗粒混合球磨，形成纳米复合材料。实验结果显示，这种复合材料由Mg2Ni-Ni复相合金和纳米TiO2组成，平均晶粒度在24-35nm之间。纳米TiO2颗粒在提高储氢性能方面起到了催化作用，降低了合金的吸氢和放氢温度，同时也降低了纳米复合材料的氢化生成焓。具体测试表明，添加1.5%质量分数的TiO2的纳米复合材料在373K（600°C）和4MPa条件下能在5分钟内完成吸氢，而在463K（290°C）和0.1MPa下，20分钟内可完全释放氢气，最大放氢量达到2.579毫摩尔。关键词包括储氢性能、纳米复合材料、Mg2Ni合金以及纳米TiO2。" 本文的核心知识点包括： 1. **扩散烧结法**：这是一种制备复合材料的工艺，通过高温下原子的扩散来结合不同材料，形成均匀的复合结构。 2. **Mg2Ni0.75Cr0.25合金**：这是一种储氢合金，由镁、镍和铬组成，用于存储和释放氢气，是氢能源技术中的关键材料。 3. **纳米TiO2颗粒**：纳米级二氧化钛具有大的比表面积和高的化学活性，能作为催化剂提高储氢过程的动力学性能。 4. **纳米复合材料**：由Mg2Ni0.75Cr0.25合金和纳米TiO2颗粒组成的复合材料，其平均晶粒度非常小，有助于提高储氢效率。 5. **催化作用**：纳米TiO2颗粒在储氢过程中起到了催化剂的作用，降低了合金的吸氢和放氢温度，使得氢化反应更易进行。 6. **储氢性能**：衡量材料储存和释放氢气能力的重要指标，包括吸氢速度、放氢速度、储氢容量等。 7. **氢化生成焓**：物质与氢气反应时释放或吸收的热能，降低氢化生成焓意味着储氢反应更容易且能量消耗减少。 8. **吸氢和放氢温度**：合金吸氢和放氢的临界温度，这些参数直接影响到储氢的实用性和效率。 9. **测试条件**：在373K（600°C）和4MPa下吸氢，463K（290°C）和0.1MPa下放氢，展示了纳米复合材料在实际应用中的可行性。 10. **储氢量**：最大放氢量为2.579毫摩尔，表明这种材料具有良好的储氢能力。 该研究对于理解和优化储氢材料的性能，尤其是通过纳米添加剂改善储氢合金的储氢动力学特性，对于发展氢能技术具有重要意义。